6.1化学反应与能量变化 知识清单-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学知识清单系统梳理了必修二第六章第一节“化学反应与能量变化”核心内容。从化学反应中的热量变化切入，涵盖放热与吸热反应的定义、类型，从微观（化学键）和宏观（能量高低）角度解释能量变化原因，延伸到化学能与热能的应用，最后以原电池原理及构成条件为应用实例，构建从基础概念到实际应用的学习支架。 知识链路按“概念-原理-应用”逻辑清晰呈现，填空版与背诵版结合强化记忆。通过典例分析（如过氧化钠与水反应、硝酸铵溶解）和课堂练习（不同原电池电极反应书写），培养科学思维（微观宏观结合）和科学探究与实践能力，体现化学与能源、环境的联系，落实科学态度与责任。

必修二核心知识清单 第六章第一节化学反应与能量变化 填空版 一、化学反应中的热量变化 1、放热反应和吸热反应 ①化学上把 称为放热反应， 称为吸热反应。 ②常见的放热反应与吸热反应 放热反应 吸热反应 大多数化合反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸或水的置换反应 铝热反应 大多数分解反应 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 注意：①吸热反应和放热反应的对象都是 ，物理变化除外。 ②一个化学反应是吸热还是放热，与 （是否需要加热）没有必然联系。 【典例 1】除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有 热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套装置： (1)该小组选择装置Ⅰ探究 Na2O2 和 H2O 反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，现象为 ___________________________________，化学方程式：_______________________________。 (2)该小组采用装置Ⅱ，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导 管中形成一段水柱，则该变化________(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为________________ _____________________________________________________________。 (3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置Ⅲ，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置 ________(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为____________________________ ___________________________________________________________________。 二、化学反应中能量变化的原因 1、探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度 ①分子或化合物里的原子之间是通过 相结合的，而化学键与化学能联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要 能量，而形成生成物的化学键要 能量。 ②化学键与能量的关系可用图示表示为： 断键吸收能量（E1）> 成键释放能量(E2），反应吸收能量，为 ； 断键吸收能量（E1）< 成键释放能量(E2），反应放出能量，为 。 ③相同条件（如在25 ℃和101 kPa）的条件下，由原子形成1 mol化学键时所放出的能量，与断开1 mol相同化学键所吸收的能量是 的。 任务二、问题探究：已知氢气在氯气中燃烧生成氯化氢旧键断裂和新键形成时能量的变化如下图所示： 则H2＋Cl22HCl的过程是放出能量还是吸收能量？由此可得出什么结论？ ①由图示信息可知：1 mol H2中含有1 mol H－H键，断开1 mol H－H键 能量。1 mol Cl2中含有1 mol Cl－Cl键，断开1 mol Cl－Cl键 能量。形成1 mol HCl分子中的H－Cl键会 能量，则断裂化学键吸收的总能量为： kJ，形成化学键放出的总能量为 放出能量。反应中能量的变化为： 且放出的总能量 吸收的总能量。因此，该过程 能量。 2、探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系—宏观角度 ①放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存” 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 化学反应放出热量 化学反应吸收热量 注意： ①破坏反应物中的化学键吸收的能量 ，则反应物越不稳定，本身的能量越高。 ②形成生成物的化学键放出的能量 ，说明生成物越稳定，本身的能量越低。 3、化学能与热能转化的应用 ①现阶段人类获取热能的主要途径是：物质的燃烧，使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。 ②化石燃料获取能量面临的问题： a. 储量有限，短期内不可再生； b. 影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 ③为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，有哪些节能减排的措施？ a在燃料燃烧阶段，可以通过改进锅炉的炉型何燃料的空气比、清洁积灰等方法，提高燃料的燃烧效率； b在能量利用阶段，可通过使用节能灯、改进电动机的材料何结构等提高能源的利用率； c开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 【典例 2】已知 N2(g)和 O2(g)反应生成 2 mol NO(g)吸收 180 kJ 能量，反应过程中能量变化如下图所示。 根据图示回答下列问题： (1)该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。 (2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收________ kJ 能量。 (3)断裂 1 mol N≡N 吸收的能量 x 值为________。 3、 原电池原理及构成条件 1、原电池的概念及工作原理： 概念 利用氧化还原反应将 装置叫原电池 装置示意图 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌片 铜片 电子的流向 反应本质 总反应式 2、原电池的构成条件 （1）两极为两种________不同的金属（或一种为能导电的非金属）。 （2） ________溶液。 （3）形成___________。 （4）能自发进行的_____________反应。 3、电极方程式的书写(要注意三个守恒) A、得失电子守恒 (1)， (2)元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子 (3)元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子 B、电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等 C、原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等 【课堂练习】按要求写出电极方程式： 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极： 正极： 总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极： 正极： 总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、镁铝电池：（负极—Al，正极—Mg，电解液KOH） 负极： 正极： 总反应化学方程式： 2Al + 2OH－ + 6H2O ＝ 2【Al（OH）4】－+ 3H2↑ 4、高铁电池 （负极—Zn，正极—碳，电解液KOH和K2FeO4） 负极： 正极： 总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电 充电 放电 充电 4、原电池工作原理的简单应用 (1)加快氧化还原反应的速率 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率 ________。 (2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为________，活动性弱的金属为________。 5、原电池设计 原电池的设计方法： ①找：找一个能够自发进行的 ； ②拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为 和 的电极反应， 负极电极反应： ，正极电极反应： ③定：根据氧化还原反应中的 和 确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 ④画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 例：利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池，正极为 ，电极反应式为 ；负极为____，电极反应式为_ ；电解质溶液是 _。 必修二核心知识清单 第六章第一节化学反应与能量变化 背诵版 一、化学反应中的热量变化 1、放热反应和吸热反应 ①化学上把释放热量的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应。 ②常见的放热反应与吸热反应 放热反应 吸热反应 大多数化合反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸或水的置换反应 铝热反应 大多数分解反应 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 注意：①吸热反应和放热反应的对象都是化学变化，物理变化除外。 ②一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否需要加热）没有必然联系。 【典例 1】除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有 热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套装置： (1)该小组选择装置Ⅰ探究 Na2O2 和 H2O 反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，现象为 ___________________________________，化学方程式：_______________________________。 (2)该小组采用装置Ⅱ，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导 管中形成一段水柱，则该变化________(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为________________ _____________________________________________________________。 (3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置Ⅲ，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置 ________(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为____________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)U 形管右侧液面下降，左侧液面上升 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (2)不是 硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化 (3)不能 镁和盐酸反应生成氢气，无论是吸热反应还是放热反应，烧杯中导管口都有气泡冒出 二、化学反应中能量变化的原因 1、探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度 ①分子或化合物里的原子之间是通过化学键相结合的，而化学键与化学能联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要吸收能量，而形成生成物的化学键要放出能量。 ②化学键与能量的关系可用图示表示为： 断键吸收能量（E1）> 成键释放能量(E2），反应吸收能量，为吸热反应； 断键吸收能量（E1）< 成键释放能量(E2），反应放出能量，为放热反应。 ③相同条件（如在25 ℃和101 kPa）的条件下，由原子形成1 mol化学键时所放出的能量，与断开1 mol相同化学键所吸收的能量是相等的。 任务二、问题探究：已知氢气在氯气中燃烧生成氯化氢旧键断裂和新键形成时能量的变化如下图所示： 则H2＋Cl22HCl的过程是放出能量还是吸收能量？由此可得出什么结论？ ①由图示信息可知：1 mol H2中含有1 mol H－H键，断开1 mol H－H键吸收436 kJ能量。1 mol Cl2中含有1 mol Cl－Cl键，断开1 mol Cl－Cl键吸收243 kJ能量。形成1 mol HCl分子中的H－Cl键会放出431 kJ能量，则断裂化学键吸收的总能量为：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，形成化学键放出的总能量为：431 kJ×2＝862 kJ，反应中能量的变化为：862 kJ－679 kJ＝183 kJ，且放出的总能量大于吸收的总能量。因此，该过程放出能量。 2、探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系—宏观角度 ①放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存” 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 化学反应放出热量 化学反应吸收热量 注意： ①破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，则反应物越不稳定，本身的能量越高。 ②形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低 3、化学能与热能转化的应用 ①现阶段人类获取热能的主要途径是：物质的燃烧，使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。 ②化石燃料获取能量面临的问题： a储量有限，短期内不可再生； b影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 ③为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，有哪些节能减排的措施？ a在燃料燃烧阶段，可以通过改进锅炉的炉型何燃料的空气比、清洁积灰等方法，提高燃料的燃烧效率； b在能量利用阶段，可通过使用节能灯、改进电动机的材料何结构等提高能源的利用率； c开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 【典例 2】已知 N2(g)和 O2(g)反应生成 2 mol NO(g)吸收 180 kJ 能量，反应过程中能量变化如下图所示。 根据图示回答下列问题： (1)该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。 (2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收________ kJ 能量。 (3)断裂 1 mol N≡N 吸收的能量 x 值为________。 答案：(1)低于 (2)632 (3)946 解析：根据图示，断裂旧化学键所吸收能量为(x＋498)kJ，形成新化学键所释放能量为 2×632 kJ＝1 264 kJ，每 生成 2 mol NO(g)所吸收能量为 180 kJ，因此有 180 kJ＝(x＋498)kJ－1 264 kJ，故 x 为 946。 4、 原电池原理及构成条件 1、原电池的概念及工作原理： 概念 利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置叫原电池 装置示意图 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌片 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜片 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 电子的流向 电子由负极经导线流向正极 反应本质 自发进行的氧化还原反应 总反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 2、原电池的构成条件 （1）两极为两种活性不同的金属（或一种为能导电的非金属）。 （2） __电解质溶液。 （3）形成闭合回路。 （4）能自发进行的氧化还原反应。 3、电极方程式的书写(要注意三个守恒) A、得失电子守恒 (1)， (2)元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子 (3)元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子 B、电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等 C、原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等 【课堂练习】按要求写出电极方程式： 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极： 正极： 总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极： 正极： 总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、镁铝电池：（负极—Al，正极—Mg，电解液KOH） 负极： 正极： 总反应化学方程式： 2Al + 2OH－ + 6H2O ＝ 2【Al（OH）4】－+ 3H2↑ 4、高铁电池 （负极—Zn，正极—碳，电解液KOH和K2FeO4） 负极： 正极： 总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电 充电 放电 充电 4、原电池工作原理的简单应用 (1)加快氧化还原反应的速率 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率加快。 (2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 5、原电池设计 原电池的设计方法： ①找：找一个能够自发进行的氧化还原反应 ②拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)，氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)； ③定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 ④画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 例：利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池，正极为 ，电极反应式为 ；负极为____，电极反应式为_ ；电解质溶液是 _。 【答案】：石墨 Fe3++e-=Fe2+ 铜 Cu-2e-== Cu2+ FeCl3溶液 1 学科网（北京）股份有限公司 $